網(wǎng)絡環(huán)境下車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的研究

劉豐華

摘要：隨著我國汽車保有量的劇增以及我國計算機網(wǎng)絡技術的不斷成熟，車聯(lián)網(wǎng)成為人們生活和工作的一項重要輔助工具，也成為政府進行交通管理的重要輔助工具。因此，對車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議和車聯(lián)網(wǎng)的研究就顯得意義重大。文章首先論述了車聯(lián)網(wǎng)的概念以及研究背景，接著闡述了車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的研究內(nèi)容，最后列舉了車聯(lián)網(wǎng)未來的一些應用，以期能為車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的研究者和車聯(lián)網(wǎng)的使用者提供一些有意義的參考。

關鍵詞：汽車保有量；網(wǎng)絡技術；研究

1.車聯(lián)網(wǎng)概念及研究背景

1.1車聯(lián)網(wǎng)概念

傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)定義是指通過裝載在車輛上的無線射頻等識別技術，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜態(tài)、動態(tài)信息進行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對所有車輛的運行狀態(tài)有效監(jiān)管并提供綜合服務。隨著車聯(lián)網(wǎng)技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)的概念也在逐步發(fā)生變化。根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的定義，車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準，進行無線通信和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡，是能夠?qū)崿F(xiàn)智能化交通管理、智能動態(tài)信息服務和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡。車聯(lián)網(wǎng)的概念也是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展而變化著，曾經(jīng)不夠完善的移動互聯(lián)網(wǎng)技術趨于成熟。也許不久的未來，移動互聯(lián)網(wǎng)技術可以完全取代傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術甚至超越傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術。

1.2研究背景

隨著我國汽車保有量的不斷增加，越來越多的問題也凸顯了出來，越來越嚴重的擁堵問題，車輛的保養(yǎng)問題，車輛的違章問題，車輛的污染問題等等。要想對這些問題進行統(tǒng)籌管理，及高效率的協(xié)調(diào)，就需要有一個系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行綜合的采集、分析、管理，提出措施。曾經(jīng)很多人認為汽車擁堵只是超級大型城市的問題，殊不知如今的中國任何一個三線城市都面臨著擁堵的問題。汽車本身是一個集成了.眾多機器、設備、配件的復雜組合體，它本身就是一個智能的機械化設備，尤其隨著網(wǎng)絡技術的不斷成熟，它的網(wǎng)絡化更是使得汽車更加的智能化。這樣的技術使得可以在終端了解的汽車的相關情況，進而進行一系列的分析，從而做出對應的策略。雖然現(xiàn)在有一些系統(tǒng)可以搜集汽車的相關數(shù)據(jù)，但是這些系統(tǒng)沒有一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，不同品牌的系統(tǒng)無法進行有效的整合，無法兼容的問題也十分常見，這就造成了大量的資源浪費。

2.車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的研究內(nèi)容

研究車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議和車聯(lián)網(wǎng)，就是研究車輛內(nèi)部和車際網(wǎng)絡信息處理與交換問題，包括通信模型、協(xié)議體系、數(shù)據(jù)格式等，還包括車載網(wǎng)絡通信實現(xiàn)的系統(tǒng)組成和功能設計。目標是為車聯(lián)網(wǎng)技術的開發(fā)和廣泛應用建立一個普適的協(xié)議架構和數(shù)據(jù)格式標準。尤其是隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡已經(jīng)幾乎覆蓋了所有的城市范圍內(nèi)，城市里的公交汽車已經(jīng)實現(xiàn)了一些基礎的車聯(lián)數(shù)據(jù)，很多城市的公交公司都開設了可以查詢幾分鐘到站的App以及站點數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)，這樣大大地減少了資源浪費，人們也可以更有效的利用自己的時間去安排工作，最大化地利用時間。對個人而言，車聯(lián)網(wǎng)只是讓生活更便捷，更有樂趣，更有效率。例如，當汽車駕駛者出沒一個陌生的地方的時候，往往依靠的是汽車導航系統(tǒng)，但這種導航系統(tǒng)往往會出很多錯誤，因為它是靠數(shù)據(jù)采集而集成的路況信息，很多變化沒有及時更新，自然就會出現(xiàn)錯誤。但是道路提醒裝置是安裝在當?shù)氐囊粋€系統(tǒng)，它通過廣播或者其他方式讓汽車駕駛者獲知道路狀態(tài)信息。尤其是在特殊路段，諸如急彎道處、陡坡處、落石處等等，這樣就可以大大降低車禍的概率，有效地為車輛駕駛者服務，為社會服務。但是對國家而言，車聯(lián)網(wǎng)可以使得國家可以在更高的層面上對車輛進行管理，優(yōu)化管理措施。尤其是隨著大數(shù)據(jù)的建立，國家更可以通過大數(shù)據(jù)的篩選和分析，從而建立有效的交通預警或者維護提醒，也可以當車輛發(fā)生突發(fā)狀況的時候給予相應的救援措施。在大數(shù)據(jù)的支持下，利用車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)進行分析，交通部門也可以科學合理地進行交通管制，盡量減少擁堵。真正發(fā)揮車聯(lián)網(wǎng)的作用，為人民服務和為社會服務。在這樣的背景下，去探討車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議就顯得很有意義。

研究開發(fā)的主要內(nèi)容有：（1）研究車輛聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構，包括車輛內(nèi)部通信和車輛外部通信協(xié)議的特點和環(huán)境，參考工業(yè)總線體系，設計開放、簡單的應用于車輛聯(lián)網(wǎng)通信的協(xié)議系統(tǒng)模型。（2）設計應用于車輛內(nèi)部及車輛遠程通信的數(shù)據(jù)單元和數(shù)據(jù)結(jié)構及格式，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)包作為車輛信息交換數(shù)據(jù)層的基本信息單元；設計制定相應的標準和軟件。3、設計用于車輛聯(lián)網(wǎng)的關鍵裝置，包括車載功能模塊和信息處理及交換模塊，包括軟硬件的設計開發(fā)及調(diào)試。（3）采用數(shù)據(jù)融合的方法處理各種狀態(tài)信號和參數(shù)變化，識別車輛故障。使用分布式架構支持多移動站。根據(jù)應用實現(xiàn)模塊問的協(xié)同，分布數(shù)據(jù)的同步和系統(tǒng)資源的優(yōu)化配置，以及操作和調(diào)度、控制的協(xié)同。

3.車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議背景下未來的一些應用

隨著我國移動互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷成熟和完善，車聯(lián)網(wǎng)必然會隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及而成為新的技術發(fā)展高點和熱點。下面作者將對一些已經(jīng)成型的項目進行舉例。

3.1特殊緊急情況停車時的廣播

現(xiàn)在很多車禍都是由于前方車輛的急剎車造成的，后車往往剎車不及或者后車反應不夠及時。而特殊情況停車時的廣播可以有效地降低緊急停車發(fā)生事故的概率。打算緊急停車的車輛可以通過系統(tǒng)讓附近裝有同樣系統(tǒng)的車輛發(fā)出警報，后方車輛及旁邊車輛都會有一定的時間去準備以免出現(xiàn)危險。在快速路上這種廣播的作用十分明顯，這種廣播可以大大降低因為緊急剎車造成的車禍比例。

3.2特殊車輛的車聯(lián)網(wǎng)警報

目前我國的特殊車輛，諸如警車，消防車和救護車等都是通過警笛來讓周圍車輛避讓，這種范圍是十分有限的，一旦前方車輛已經(jīng)發(fā)生交通堵塞，這種警報的效力就大打折扣。而通過車聯(lián)網(wǎng)可以讓這種特殊車輛有一定權限發(fā)出特殊警報給周圍的車輛，并且這種范圍可以適度擴大，當然這種范圍不能影響整個交通大秩序。這樣就可以有效發(fā)揮車聯(lián)網(wǎng)的作用，滿足特殊車輛的需求，為社會服務。

3.3預約停車

隨著我國機動車保有量的大增，停車己然成為當代城市面臨的交通難題之一，尤其是在城市商業(yè)區(qū)，此問題尤為突出。利用車聯(lián)網(wǎng)可以提前把自己要去的商場或者其他地方發(fā)給對方停車場，對方會反饋給一個具體的停車位信息。當然，車聯(lián)網(wǎng)使用者也可以在已有的停車場進行選擇，就像網(wǎng)上購買電影票一樣可以選擇座位。這就大大節(jié)約了預約車位者的時間和精力，以免沒有車位而影響辦事效率。同樣，也可以使預約者合理安排出行時間，避免出行高峰，從而避免堵塞。

3.4道路狀態(tài)提醒

當汽車駕駛者出沒一個陌生的地方的時候，往往依靠的是汽車導航系統(tǒng)，但這種導航系統(tǒng)往往會出現(xiàn)很多錯誤，因為它是靠數(shù)據(jù)采集而集成的路況信息，很多變化沒有及時更新，自然就會出現(xiàn)錯誤。但是道路提醒裝置是安裝在當?shù)氐囊粋€系統(tǒng)，它通過廣播或者其他方式讓汽車駕駛者得知路狀態(tài)信息。尤其是在特殊路段，諸如急彎道處、陡坡處、落石處等等，這樣就可以大大降低車禍的概率，有效地為車輛駕駛者服務，為社會服務。這種道路狀態(tài)體系設施對不熟悉路況的駕駛者意義十分重大。